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微納米塑料的最新研究進(jìn)展

2022-10-19 00:53李方軼王佳眉鄒逸倫江吉周
關(guān)鍵詞:顆粒塑料人體

李方軼,王佳眉, 鄒逸倫, 彭 珣,江吉周,2,鄒 菁

(1武漢工程大學(xué),環(huán)境生態(tài)與生物工程學(xué)院&化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 武漢 430205;2湖北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心, 自然資源部稀土稀有稀散礦產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430034)

0 引言

塑料作為一種高分子聚合物,因其質(zhì)地輕,不易腐蝕,成本低廉等優(yōu)點(diǎn),得以廣泛應(yīng)用于建材、農(nóng)業(yè)、工程建設(shè)及日常生活中。但其燃點(diǎn)低,易形變,難降解等缺點(diǎn)仍然無法克服,成為白色污染和潛在危害的罪魁禍?zhǔn)譡1]。2017年,中國農(nóng)用地膜使用量高達(dá)140.4萬t,約占世界總量的70%,世界總覆蓋面積的90%,但回收率僅60%[2,3];2018年,中國化肥使用量激增,由此產(chǎn)生的包裝所采用的編織袋廢棄物高達(dá)15萬t[4];2021年,受新冠肺炎疫情影響,一次性防護(hù)口罩的需求劇增,未使用過的口罩微塑料平均釋放量為71.7~308.3個(gè)每只,使用后的口罩微塑料平均釋放量增加到682.7~1918個(gè)每只。據(jù)估計(jì),到2060年生產(chǎn)的塑料垃圾高達(dá)1.55~2.65 億t[5], 環(huán)境中的MPs/NPs分布如表1所示。

表1 環(huán)境中的MPs/NPs

目前環(huán)境中的塑料碎片主要分為:巨大塑料 (dp>50 cm),大塑料 (5 cm

MPs/NPs主要的存在形態(tài)為:纖維、碎片、薄膜以及膠線[19], 圖1 (b)~(d) 為農(nóng)場采樣點(diǎn)收集所得農(nóng)用塑料的不同形態(tài)。雖然MPs和NPs的化學(xué)組成相同,但是考慮到纖維的平均直徑為10~20 m,長度為100~5000 m,在初始分解過程中會(huì)逐漸分解為較短纖維,但纖維不能持續(xù)斷裂,因此形成納米體積的NPs可能性較小 (主要形態(tài)為碎片以及顆粒)。

除了化學(xué)成分,MPs和NPs在自然界的運(yùn)輸過程和運(yùn)動(dòng)方式也不盡相同,前者主要是膠體行為 (布朗運(yùn)動(dòng)和丁達(dá)爾效應(yīng))。不同土質(zhì) (尤其是黏土) 的獨(dú)特疏水性賦予其不同的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)速度,致使其循環(huán)難以追蹤、歸宿難以控制。從而在三相 (大氣、土壤和水) 環(huán)境中潛移默化地產(chǎn)生污染,甚至造成整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞。塑料的類型決定了其在水環(huán)境中的沉積位置,諸如聚酰胺 (PA)、聚合氯乙烯材料 (PVC) 和丙烯酸樹脂 (PAA) 等通常沉入水底,而聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)和聚苯乙烯 (PS) 則更傾向于漂浮在水面上[20]。積聚在海洋和陸地上的微納米沉積物如: 多環(huán)多氯聯(lián)苯 (PCBs)、芳香烴 (PAHs)、有機(jī)氯農(nóng)藥 (滴滴涕) 或六氯苯 (HCB)。 最終將以持久性有機(jī)物 (POPs) 的形式存在,通過食物鏈循環(huán)在動(dòng)植物和人體中累積。本文在已有研究基礎(chǔ)上總結(jié)一下三個(gè)方面:MPs/NPs在三相環(huán)境中的現(xiàn)狀、對生命體的危害和監(jiān)測分離和消解技術(shù)并展望了未來的研究方向。MPs和NPs因其獨(dú)特的污染方式和對環(huán)境和生物體產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響逐漸成為環(huán)境新型污染物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

圖1 (a) MPs/NPs自2004發(fā)現(xiàn)以來到2015年以來根據(jù)尺寸大小進(jìn)行的分類[15-17];(b)~(d) 在采樣點(diǎn)觀察到的 農(nóng)用塑料(巨大塑料,大塑料和中塑料的實(shí)物圖)[19]

1 環(huán)境中MPs和NPs的來源和循環(huán)

目前關(guān)于MPs/NPs的研究主要集中在海洋。但是MPs/NPs污染已然進(jìn)入人類生產(chǎn)活動(dòng)的方方面面,比如:城市、交通和工業(yè) (輪胎廠、染料廠或者化妝品公司) 產(chǎn)生的攜帶MPs的氣體不斷聚集,一部分隨著降雨和降雪進(jìn)入到土壤領(lǐng)域,尤其是在沿岸因?yàn)楠?dú)特的沖擊作用和侵蝕作用會(huì)形成三角洲,在這些堆積起來的污泥中塑料因?yàn)楦×^大和抗降解能力較強(qiáng)會(huì)對土壤和水體造成嚴(yán)重的威脅一部分隨著氣流傳輸?shù)胶Q笊峡者M(jìn)入水循環(huán),如圖2所示。據(jù)報(bào)道,“太平洋大垃圾”海洋環(huán)流承載了約80 t垃圾,體積約為1.6×106平方千米,其中塑料垃圾的占比高達(dá)99%,MPs的占比為75%。MPs污染物來源豐富,其中主要來源為塑料瓶、塑料袋、一次性使用物品及餐具以及海上作業(yè)產(chǎn)生的廢舊漁網(wǎng)等[21]。除了人為制造的污染源,在海洋中風(fēng)浪的劇烈作用下,海面上氣泡破裂從而產(chǎn)生高達(dá)幾微米的氣溶膠[22],通過海陸間循環(huán)進(jìn)入內(nèi)陸對土壤造成危害,如此循環(huán)往復(fù),使得生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不斷加重。

圖2 MPs/NPs在大環(huán)境的循環(huán)流程圖[14]

圖3 (a) 貽貝腸中的MPs的偏光顯微鏡;(b) 浮游動(dòng)物中的MPs的熒光顯微鏡;(c) 蟹類中的MPs的熒光顯微鏡;(d) galeata 中的NPs的光學(xué)顯微鏡圖像;(e) 海膽胚胎中的NPs的共聚焦圖像;(f) magna腸道中的NPs的熒光顯微鏡圖像

雖然,我們確定了污染物的來源,但是從自然層面來說洋流和季風(fēng)對MPs/NPs后續(xù)的追蹤和控制提出了挑戰(zhàn);從社會(huì)層面來說海洋廢物管理系統(tǒng)目前在全球范圍來說仍不健全;其次,公眾的環(huán)保意識(shí)也很薄弱;從生物層面來說,進(jìn)入水體的MPs/NPs可以被海洋脊椎動(dòng)物,例如:鯨魚、烏龜、浮游魚類、深海魚類和海鳥等生物[23]直接或者間接地進(jìn)入重要的器官,如圖3所示。據(jù)報(bào)道,除了在海洋領(lǐng)域,在陸地上,特別是在人口眾多的國家,土壤中富集的塑料污染物甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于海洋。隨著塑料顆粒滲入土壤并慢慢聚集,對農(nóng)業(yè)食品生產(chǎn)系統(tǒng)、土壤微生物、生物以及土壤肥力產(chǎn)生了潛在巨大危害,隨著這些活的“載體”的移動(dòng)和生物體內(nèi)部的消化代謝MPs/NPs經(jīng)過生物吸收和生物放大作用從而對人體健康產(chǎn)生不良影響,因此MPs/NPs在陸地生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域的循環(huán)和歸宿也不容忽視。目前,MPs/NPs在土壤環(huán)境中主要存在于工業(yè)或農(nóng)業(yè)污水污泥、徑流以及城市和鄉(xiāng)村中的塑料垃圾中。從不同的氣候和地域?qū)用鎭碚f,不同的地區(qū)和氣候也會(huì)對土壤領(lǐng)域MPs/NPs的富集過程產(chǎn)生影響,因?yàn)榻?jīng)過嚴(yán)重的風(fēng)蝕或水蝕等自然影響之后,MPs/NPs在一定程度上因?yàn)楸┞对诃h(huán)境中受到更強(qiáng)的紫外照射以及氧化作用,特別是受到污水處理或者生物污染的MPs/NPs改變了原來的尺寸、密度和形狀使得其表面帶上電荷不再只是惰性聚合物。從農(nóng)業(yè)生成層面來說,河岸邊的沖積土可以重新加工用于農(nóng)業(yè)耕作但這個(gè)過程中不可避免的要將埋藏在土質(zhì)深處的顆粒物質(zhì)重新帶回到表面而農(nóng)耕作業(yè)一定程度將這些大塊的塑料碎片進(jìn)一步的破碎成更小的碎片,然后部分可生物降解的成分被生物降解。這些污泥除了沉積在陸地上也有一小部分流入河流中或地下水中。其次農(nóng)業(yè)土壤中MPs/NPs的次要來源主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的塑料覆蓋物薄膜,主要用于生產(chǎn)蔬菜和其他特色農(nóng)作物防止溫度流失、水分蒸發(fā)以及其他雜草的生長對其產(chǎn)生負(fù)面影響。其中最常用的塑料覆蓋物材料是PE,但是這種材料曝露在空氣中,由于強(qiáng)烈的太陽輻射使得其被風(fēng)化變得脆弱所以其使用周期不長而且難以重復(fù)利用更重要的是不能完全被環(huán)境所降解。因此引入可生物降解的塑料覆蓋物 (BDM),這種薄膜的設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)PE薄膜的不足使得在作物收獲之后還可以回收利用,目前使用較多的BDM主要為:聚丁二酸丁二酯 (PBS)、聚丁二酸丁二酯-共-己二酸酯 (PBSA)、聚丁二酸丁二酯-對苯二甲酸二丁酯 (PBAT)、熱塑性淀粉、纖維素、聚乳酸和羥基鏈烷酸酯[24]。理論上來說,BDM應(yīng)該被土壤微生物完全分解為二氧化碳和水,但在實(shí)際應(yīng)用中, 由于微生物的降解速度和生物分解作用的差異使得最終分解的程度也不盡相同。但目前在陸地生態(tài)系統(tǒng)中還缺乏類似的微生物群落層面的研究,不同塑料表面的微生物類群與海水的微生物組成具有很大的差異,據(jù)目前的測序數(shù)據(jù)顯示,土壤中90%的生物降解通常很慢。因此目前主要集中在塑料覆膜對微生物群落的影響以及微生物對塑料的降解上。MPs/NPs污染能在多個(gè)方面影響土壤動(dòng)物。具體而言,由于MPs/NPs的尺寸較小,能夠被土壤動(dòng)物攝食,因此可能在土壤食物鏈中累積,從而影響各營養(yǎng)級(jí)的土壤動(dòng)物[25]。多項(xiàng)關(guān)于蚯蚓的研究已經(jīng)表明,MPs能夠被蚯蚓取食,進(jìn)而造成腸道的損傷影響其成長、存活[26,27]。Rillig等[28]研究發(fā)現(xiàn),土壤原生動(dòng)物,如:纖毛蟲、鞭毛蟲和變形蟲等能夠攝食土壤孔隙水中MPs顆粒。在大氣環(huán)境中,一些體積較小的MPs/NPs受氣流影響通過呼吸道被生物體或人類吸入體內(nèi)進(jìn)入器官,比如:肺、腎、血管以及消化系統(tǒng)。

綜合早期研究進(jìn)展,可總結(jié)得到:(1) MPs/NPs循環(huán)實(shí)質(zhì)上是環(huán)境間的生物地球化學(xué)循環(huán),其污染物具有全球性、遷移性和復(fù)雜性等特點(diǎn);(2) 目前對MPs/NPs的研究常側(cè)重于獨(dú)立的環(huán)境,如陸地、淡水、海洋以及大氣[29],但是環(huán)境介質(zhì)的顆粒一旦降解或與化學(xué)品或有機(jī)涂層結(jié)合,進(jìn)入另一種環(huán)境介質(zhì)后就會(huì)對顆粒運(yùn)動(dòng)途徑和生態(tài)相互作用產(chǎn)生重大影響。因此,將這些環(huán)境視為由不同過程控制的獨(dú)立、離散的區(qū)域是不合時(shí)宜的[30];(3) MPs/NPs主要源自人類生產(chǎn)生活活動(dòng),通過大氣沉降 (潛在來源)、流水侵蝕、海洋沉積作用以及水圈、大氣圈、巖石圈三者之間的循環(huán)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。在三相循環(huán)過程中,空氣作為載體將污染物輸送到新的區(qū)域,因此源自大氣層的污染物最終可能會(huì)在水圈層或者巖石圈層造成嚴(yán)重的環(huán)境問題,最后通過地表徑流或沉積在土壤或水中導(dǎo)致生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[31]。即使在偏遠(yuǎn)和無人居住的島嶼上也能發(fā)現(xiàn)大量的MPs/NPs存在的痕跡[32]。因此,這對我們探究MPs/NPs的來源和歸宿也提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

2 對其他生物體和人類的影響

塑料顆粒會(huì)攜帶疏水性有機(jī)污染物進(jìn)入海水,然后通過食物鏈傳遞,最終進(jìn)入人體。如圖4所示,呼吸道吸入、皮膚接觸和直接攝入是MPs/NPs進(jìn)入人體最常見的三種途徑,MPs/NPs進(jìn)入人體后會(huì)對人類健康造成很大的威脅。

Zimmermann[33]通過細(xì)胞培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)許多MPs/NPs含有對人體有害的化學(xué)物質(zhì),這些有毒物質(zhì)會(huì)引起氧化應(yīng)激反應(yīng)并干擾內(nèi)分泌。懸浮在空氣中的MPs/NPs,通過呼吸道直接進(jìn)入人體[34]MPs被吸入體內(nèi)后在肺中堆積,會(huì)引起炎癥一類的局部生物反應(yīng);除此之外,附著在MPs上的染料、增塑劑、阻燃劑抗菌、和多環(huán)芳烴 (PAHs) 等具有致畸性、致癌性、致突變性的有機(jī)污染物進(jìn)入人體后還會(huì)發(fā)生解吸,對人體健康造成影響 (圖4)[35,36]。除了吸入MPs/NPs,被污染的空氣、水和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中的MPs/NPs,都有可能直接接觸到人體皮膚。Campbell等人發(fā)現(xiàn),雖然直徑在20~200 nm的MPs/NPs只能穿透角質(zhì)層2~3 μm的深度。但是個(gè)人護(hù)理品會(huì)促進(jìn)MPs/NPs向皮膚深層的滲透[37]。除了皮膚直接接觸,攝入被污染的食物和水同樣是MPs/NPs進(jìn)入人體的主要途徑。其中胃腸道 (GI) 是攝取NPs的主要部位,其表面積大約32 m2[38]。進(jìn)入生物體內(nèi)的MPs/NPs會(huì)影響消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)[39]。Gopinath認(rèn)為,NPs可以穿過腸絨毛并進(jìn)入血管,并證實(shí)了蛋白質(zhì)-塑料復(fù)合物 (所謂的蛋白質(zhì)電暈) 的形成,與原始狀態(tài)的NPs相比,蛋白包被的NPs具有更高的細(xì)胞毒性和遺傳毒性。雖然蛋白質(zhì)電暈與NPs的結(jié)合機(jī)制尚不清楚,但通常認(rèn)為是范德華力、氫鍵、離域π鍵促進(jìn)了這種蛋白質(zhì)電暈的形成。除了蛋白質(zhì)的變化外,蛋白質(zhì)電暈還可能與NPs形成聚結(jié)效應(yīng)。一方面,由于血液中的主要蛋白質(zhì)是由蛋白質(zhì)誘導(dǎo)的NPs所聚結(jié),進(jìn)入血液的NPs可能會(huì)阻止體液的流入和流出。另一方面,NPs具有細(xì)胞毒性,可以抑制有絲分裂,從而造成健康風(fēng)險(xiǎn)[40]。Wick利用體外人體胎盤灌注模型,探究MPs和NPs在胎盤屏障中的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制,發(fā)現(xiàn)小于240 nm的PS顆粒可透過胎盤屏障,轉(zhuǎn)移至胎兒體內(nèi)[41]。

圖4 MPs/NPs進(jìn)入人體途徑以及對人體的危害示意圖[38]

就目前而言,受新冠疫情影響,口罩已成為出行的必需品。在研究中,口罩釋放出來的MPs和NPs以纖維為主,伴有少量碎片。佩戴過程的機(jī)械磨損導(dǎo)致MPs/NPs從口罩的無紡布中脫落,促使MPs/NPs大量殘留在環(huán)境中,通過鼻腔、口腔進(jìn)入人體,從而增加人體暴露在MPs/NPs污染中的風(fēng)險(xiǎn)[42]。雖然早年并無太多對MPs/NPs的研究,但如今MPs/NPs對人體的危害以不容忽視,因此建立起對MPs/NPs的監(jiān)測和管控系統(tǒng)迫在眉睫。

3 分離檢測技術(shù)

3.1 量化

目前,MPs/NPs的檢測面臨的首要問題是從復(fù)雜的環(huán)境中將其分離出來,而在分離之前需要對環(huán)境中的MPs/NPs進(jìn)行量化。為了解決自然界中的微/納米塑料的形狀各異,體積難以測算的問題,科研工作者們提出了一種使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?。這種經(jīng)驗(yàn)?zāi)P陀糜诹炕⑺芰系捏w積,對其進(jìn)行質(zhì)量估算。首先,將樣品中的所有MPs/NPs顆粒加熱,微納米小球在均勻受熱后體積膨脹近似球體,再在垂直方向上計(jì)算每個(gè)顆粒的半徑以此獲得垂直視角的掃描區(qū)域,并通過重量方程式進(jìn)行分析。

3.2 分離

在量化后,研究者們會(huì)從MPs/NPs的密度、疏水性以及形狀大小的角度選用不同的分離方法將其分離出來。與環(huán)境基質(zhì)相比,MPs/NPs的密度往往較低,疏水性較強(qiáng),因此,當(dāng)基質(zhì)的固體含量低時(shí),可以通過基于尺寸的過濾來分離MPs/NPs,如圖5所示[43]。主要方法如:

(1) 浮選法。該法用于將MPs/NPs與較稠密的沉積物分離,其中一種最典型的方法是采用鹽溶液使塑料漂浮。例如,可以使用NaCl、NaI、ZnCl2或鈉的飽和溶液根據(jù)MPs/NPs在水中密度的不同進(jìn)行浮選,從含雜質(zhì)少,有機(jī)物少的沉積物中提取出來,但這種方法更多的適宜于從水中分離MPs。浮力低并且表面結(jié)垢會(huì)顯著改變顆粒密度導(dǎo)致浮力與最小尺寸的塑料不相符合。因此,浮選法也不適宜用來分離較小顆粒的MPs/NPs。此后,基于MPs/NPs的疏水性較強(qiáng)的特點(diǎn),科研工作者們提出了泡沫浮選法。泡沫浮選法通過疏水作用的強(qiáng)度來分離MPs/NPs,使疏水性較強(qiáng)的塑料顆粒附著在氣泡表面,隨后將這些顆粒帶到氣液界面。但是,泡沫浮選可能不適用于分析性塑料分離,因?yàn)闅馀莸牟豢深A(yù)測性會(huì)導(dǎo)致高顆粒損失。此外,氣泡與非塑料顆粒的附著會(huì)把較稠密的MPs/NPs顆粒帶到氣液界面[44,45]。

(2) 過濾法。在使用過濾的方法時(shí)較小的塑料顆粒在通過小孔徑過濾器管道時(shí)容易發(fā)生堵塞,使得樣品的通過量降低。然而,增大孔徑會(huì)降低過濾效果。因此,在權(quán)衡捕獲小顆粒的能力和過濾器堵塞之后,選擇合適的平衡過濾時(shí)的孔套筒大小是十分重要的。

圖5 MPs/NPs分離方法[43]

目前,除了上述幾種廣泛使用的分離方法,一些先進(jìn)的用于工程開發(fā)的分離方法,例如,磁場流分離 (MFFF)、凝膠電泳和體積排阻色譜法 (SEC) 等[46]也有望用于MPs/NPs的分離。

3.3 檢測

在將環(huán)境中的MPs/NPs成功分離后,不同的檢測方法會(huì)被應(yīng)用于MPs/NPs的檢測。對于那些較大尺寸的塑料顆粒 (主要是直徑100~500 mm的塑料纖維、薄膜) 來說,最普遍且經(jīng)濟(jì)的檢測方法是目測。并且由于尺寸較大的MPs/NPs容易辨識(shí),因此,這種方法的結(jié)果也比較準(zhǔn)確。

對于較小尺寸即那些肉眼無法觀察的MPs/NPs來說,選擇合適的儀器尤其重要,比如顯微鏡、光譜儀 、色譜儀、電鏡等[47,48],如圖6所示。MPs/NPs的檢測往往需要多種精密儀器的配合使用以確保檢測結(jié)果相對準(zhǔn)確且全面,并且隨著科技的發(fā)展和人們對MPs/NPs關(guān)注度的增加,可用于檢測MPs/NPs的儀器也不斷升級(jí),可檢測到的MPs/NPs的尺寸也越來越小[49]。

最早,我們使用振動(dòng)光譜通常與光學(xué)顯微鏡結(jié)合提供成像來分析單個(gè)顆粒的性質(zhì),但是這種方法只能提供MPs的大小、形狀及分布的信息,并且只能測得大于10 μm的MPs。隨著紅外光譜儀和拉曼光譜儀的出現(xiàn)和自動(dòng)化,更小粒徑的塑料的顆粒數(shù)量、分布及化學(xué)性質(zhì)等信息也可以通過其顯微鏡圖像呈現(xiàn)出來。 紅外光譜是MPs/NPs分析檢測中最常用的光譜技術(shù),其可檢測的單粒子的尺寸在10 μm內(nèi)。因此,紅外光譜只能用于NPs的批量分析。紅外光譜與原子力顯微技術(shù)聯(lián)合使用則可以將其檢測限擴(kuò)大到50 nm的范圍,但這僅限于特定區(qū)域的微納米粒子,不適用全區(qū)域微納米粒子的檢測。從納米粒子尺寸的可檢測限度來說,拉曼光譜優(yōu)于紅外光譜,單獨(dú)使用拉曼光譜可以檢測1 μm內(nèi)的粒子顆粒,在與原子力顯微技術(shù)聯(lián)合使用則可以將其檢測限擴(kuò)大到10 nm的范圍。但是,環(huán)境中的MPs/NPs往往會(huì)吸附大量復(fù)雜的有機(jī)物,這些有機(jī)物會(huì)嚴(yán)重影響拉曼光譜的檢測,因此,在實(shí)際生活中,紅外光譜更常用于MPs和NPs的檢測。此外,X 射線光電子能譜可用于檢測MPs/NPs的元素組成和含量、化學(xué)狀態(tài)、分子結(jié)構(gòu)、氧化程度等,而氣相色譜雖然不能提供塑料顆粒的大小、形貌及分布的信息,但為難以與有機(jī)物分離的MPs/NPs的檢測提供了可靠的方法。

然而,由于檢測限的存在,這些檢測技術(shù)都十分依賴MPs/NPs的分離技術(shù),在將環(huán)境中的MPs/NPs濃縮100倍后才能達(dá)到其檢測限,因此我們迫切期望能有更精密且能直接檢測自然環(huán)境中的MPs/NPs的儀器出現(xiàn)。

圖6 MPs/NPs檢測方法

4 總結(jié)和展望

本文通過收集整理文獻(xiàn)對MPs/NPs進(jìn)行分類并定義,闡述了從大氣、土壤和水環(huán)境三個(gè)大環(huán)境對MPs/NPs的來源、循環(huán)和最終的歸宿的影響進(jìn)行總結(jié)。我們發(fā)現(xiàn) (1) MPs/NPs的循環(huán)過程是一個(gè)復(fù)雜的生命化學(xué)地球循環(huán)系統(tǒng),三相之間互相交叉共同協(xié)作,因此對MPs/NPs的追蹤和控制提出挑戰(zhàn); (2) 對于人體健康來說,這些在生活中看似平平無奇的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、一次性紙杯碗筷和塑料口袋都會(huì)潛移默化地滲入人體的器官和血管對人體產(chǎn)生不可估量的嚴(yán)重后果; (3) 目前的監(jiān)測技術(shù)還不是很成熟,主要還是以目測為主,精確儀器的使用固然會(huì)提高監(jiān)測效率但是所花的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本也相對較高,并且目前的儀器不適合直接用于檢測環(huán)境中的MPs/NPs;因此,希望借助本文讓人們對MPs/NPs的使用、丟棄、回收利用等過程的處置引起重視,對MPs/NPs系統(tǒng)的分類和檢測處理技術(shù)的研發(fā)提供一些線索和指導(dǎo)。

基于上述的總結(jié),我們對MPs/NPs在精準(zhǔn)定義、采樣技術(shù)、防護(hù)方式,認(rèn)知水平、含量標(biāo)準(zhǔn)以及處理方式6個(gè)方面進(jìn)行了展望 (1) 由于目前對于MPs/NPs并沒有統(tǒng)一的區(qū)分方式和標(biāo)準(zhǔn)定義,相關(guān)學(xué)者對于MPs/NPs的劃分也較為模糊。MPs/NPs之間模糊的界限不利于塑料污染的預(yù)防以及控制,因此,未來應(yīng)加強(qiáng)對高精度采樣技術(shù)的研究。(2) 由于MPs/NPs類型和尺寸標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一,以及風(fēng)化和氧化的存在,MPs/NPs在檢測過程中降解方案仍無法系統(tǒng)描述。還需要進(jìn)一步提高關(guān)于MPs/NPs化學(xué)表征技術(shù)的準(zhǔn)確性,并優(yōu)化檢測MPs/NPs顆粒尺寸和形狀信息的技術(shù),從而對MPs/NPs在環(huán)境中的潛在危害進(jìn)行更詳細(xì)的評估。(3) 由于尺寸小,易遷移等特點(diǎn),MPs/NPs危害生物、污染環(huán)境的方式往往不易被察覺,人們在潛移默化中慢慢被MPs/NPs影響,在未來對其防控過程中,必須強(qiáng)調(diào)對MPs/NPs進(jìn)行個(gè)人防護(hù)的重要性,從而將MPs/NPs對人體的危害扼殺在傳播途徑的源頭。(4) 塑料循環(huán)存在于整個(gè)生物圈中,MPs/NPs不斷在大氣、水和土壤三相中循環(huán)往復(fù),導(dǎo)致生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不斷加重。對MPs/NPs的防控不能只是頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳,未來的研究有必要考慮MPs/NPs在各種環(huán)境基質(zhì)中的相互作用,以及MPs和NPs的命運(yùn)如何影響其生態(tài)狀況。(5) 鑒于目前受疫情影響,口罩使用量仍然巨大而后續(xù)回收和處理方式并不完善,應(yīng)大力宣傳該方面的處理流程和回收途徑,提高人們環(huán)保意識(shí)和對微/納米塑料的認(rèn)識(shí)。(6) 鑒于目前MPs/NPs問題的凸顯政府可以根據(jù)不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和環(huán)境保護(hù)水平,制定出土壤中、大氣中和水環(huán)境中MPs和NPs含量的指標(biāo)為環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)提供法律依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo),及時(shí)評估當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境水平,把利益的相關(guān)性及時(shí)反饋給相關(guān)者。

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